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R167齿轮减速机齿轮轴端部螺栓使用寿命分析

文章出处：admin 人气：发表时间：2018-09-22 22:44

R167齿轮减速机齿轮轴端部螺栓使用寿命分析。连轧机齿轮减速机是连轧设备中动力传递的重要部件之，在实际使用中，由于附加径向力和轴向力的作用，齿轮减速电机齿轮轴端部螺栓可能会受到周期拉压作用，很容易产生疲劳裂纹，严重时还会发生螺栓断裂的现象，这对于齿轮减速机乃至整个连轧机的安全运行都会产生严重影响，因此，在进行齿轮减速电机设计时，如何确定齿轮轴端部螺栓的安全使用寿命，就显得尤其重要。本文将分析该螺栓受力情况，从确定齿轮轴端部螺栓的大峰值应力入手，依据疲劳累计损伤理论，对齿轮减速电机齿轮轴端部螺栓进行了较为详尽的安全使用寿命分析探讨，期望能对同类型结构提供有益的借鉴。

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齿轮轴及端部螺栓受力状态分析：连轧机齿轮减速机内安装有上下两组齿轮轴。齿轮轴1仅右端与端部挡板用高强螺栓把合，轴上作用有齿轮啮合力F。齿轮轴2两端端部挡板均用高强螺栓把合，轴上受到啮合力F及F1的作用，本次拟从分析齿轮减速机齿轮轴受力状态入手，通过求解端部螺栓轴向支反力的方法，分析其端部螺栓的受力状态，其中，齿轮减速机两齿轮啮合力F及F1夹角为10度，是根据峰值扭矩和大扭矩确定的。

通过以上分析结果可知，当峰值扭矩作用时，齿轮减速电机中每组端部螺栓的组合应力峰值均在150Mpa以上，这说明，当轴在旋转传递扭矩的过程中，齿轮减速机齿轮轴每旋转周，每个端部螺栓应力均经历从零到大峰值，再从大峰值到零的次规则的循环变化过程。在这种应力循环中，由于小应力为零，在齿轮伺服减速机齿轮正常工作期间，每个端部螺栓均受到这种脉动循环的交变应力作用。根据疲劳理论，由于微观尺度的塑性变形会引起金属原子晶格的空穴、缺陷或错位运动，形成初始微裂纹。这些初始微裂纹在交变应力的作用下，不断扩展，相互贯通，就可形成可见的宏观裂纹，而裂纹的形成和扩展需要经过定的应力循环次数，因此疲劳破坏需要定的时间过程。

对于本次计算分析的齿轮减速器齿轮轴端部挡板联接螺栓，在个工作周期内，齿轮轴每旋转周，端部挡板连接螺栓就会受到次高应力损伤。对于只有端螺栓大应力超过许用疲劳极限的情形，由于端端部挡板锁紧螺栓受到损伤，势必会影响到另端螺栓，长期以往，也将造成另端螺栓的损伤，根据MINER累积损伤理论，这种损伤累积到定程度，结构就会发生破坏。取循环基数NO=2X107，则齿轮减速电机齿轮轴端部螺栓安全使用寿命约2.53年。由于裂纹的生成和扩展是个复杂过程，它与构件的外形、尺寸应力变化情况以及所处的介质等都有关系，因此，建议在齿轮减速机每工作2年左右，应检查其端部螺栓，检测螺栓是否发生裂纹，如发现裂纹应及时更换

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